CN104708507B - 用于宝石轴承加工的外圆无心磨自动上料设备 - Google Patents
用于宝石轴承加工的外圆无心磨自动上料设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于宝石轴承加工的外圆无心磨自动上料设备，包括机架，机架上设有研磨单元，连续上料单元和支承单元，连续上料单元包括振荡盘，沿振荡盘的周缘的盘面上形成有一导槽；呈90度弯折的上料导轨和作间隙性顶推运动的顶针组件；支承单元包括一可移动地置设于研磨轮与导向轮之间的钢丝导尺，用于与研磨轮、导向轮一起，使磨削中的宝石轴承颗粒处于一三角形的受力面内而不至落下；钢丝导尺的一端缠绕于主动旋转绕轮，另一端缠绕于被动旋转绕轮，主动旋转绕轮、被动旋转绕轮同步转动并带动钢丝导尺沿着与研磨轮的轮心轴线平行的方向作匀速线性移动。本发明能快速上料并且能成批同位向排列，因此大大提高了研磨的效率和精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种精密机械配件加工领域，特别涉及一种用于宝石轴承加工的外圆无心磨自动上料设备。
背景技术
现代化的手表装配线生产中，要求作为手表制造中的宝石轴承，加工时，需要在其周面进行研磨，并达到需要的精度。然而，这种由人造宝石材料制得的宝石轴承，毛坯会事先切割成一粒粒实心的毛坯小颗粒状，并经N道工序粗磨，先磨成一个个条状的小颗粒半成品，接着，再对这些半成品进行精磨。
这些半成品颗粒直径很小，每粒往往连0.5mm都不到，长度也很短，每粒连1mm还不到，加上宝石轴承的硬度一般为莫氏9级，为脆性材料，而加工时，数量又很大。
如何精确同位向(即研磨面相同)排粒，又如何批量上料并且保持高效、精准研磨，则是多年以来持久困扰本领域技术人员的技术难题。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供一种能快速上料并且能成批同位向排列的用于宝石轴承加工的外圆无心磨自动上料设备，其包括：一机架，所述机架上设有一用于对半成品的宝石轴承颗粒进行精磨的研磨单元，所述研磨单元包括一在电机带动下作为主动轮的研磨轮及一与所述研磨轮同向转动的导向轮，所述研磨轮与导向轮之间形成一研磨用间隙，用于夹设呈线性排列的所述宝石轴承颗粒，其特点在于，所述机架上还设有：一位于所述研磨单元的进料输入侧的连续上料单元和一用于支承研磨中的宝石轴承颗粒的支承单元；所述连续上料单元包括：一振荡盘，靠近所述振荡盘的周缘的盘面上形成有一用于上料的导槽；一同向排料用的上料导轨，所述上料导轨呈90度弯折，并且包括一水平部和一垂直部，所述上料导轨的顶表面上沿长度方向一侧，形成有一排粒槽，所述水平部设于所述振荡盘的导槽的输出口，所述排粒槽的进口与所述导槽的输出口相通；一作间隙性顶推运动的顶针组件，所述顶针组件包括：一用于将通过所述排粒槽同向排列后的宝石轴承颗粒输送至所述研磨单元的顶针，所述顶针活动设于所述机架上、并且正对所述排粒槽的出口；一用于间歇性顶推所述顶针的凸轮，所述凸轮通过一电机传动机构带动转动；所述支承单元包括：一可移动地置设于所述研磨轮与导向轮之间的钢丝导尺(例如一钢丝)，用于与所述研磨轮、导向轮一起，使磨削中的宝石轴承颗粒处于一三角形的受力面内而不至落下；所述钢丝导尺的一端缠绕于一主动旋转绕轮，另一端缠绕于一被动旋转绕轮，所述主动旋转绕轮、被动旋转绕轮同步转动，进而带动所述钢丝导尺沿着与所述研磨轮的轮心轴线平行的方向作匀速线性移动。
本方案中，通过所述支承单元的钢丝导尺的支承，及磨削轮和导向轮的相向夹持，可形成一三角形的受力面，使磨削中的宝石轴承颗粒得以支承而不至于磨削时在随着钢丝导尺的匀速移动中掉落。另外，所述上料导轨的水平部和垂直部为一体成型，水平部用于将从振荡盘输出的一粒粒呈水平躺着的宝石轴承沿排粒槽向前输送，而垂直部用于将处于水平横向位的宝石轴承颗粒转向并排成一列，使各所述宝石轴承颗粒成纵向排成一列，且相邻的两所述宝石轴承颗粒的待研磨的侧面相切；所述电机传动机构可采用现有技术中公知的电机、皮带轮和蜗轮蜗杆传动机构(所述电机传动机构通过蜗轮蜗杆传动机构实现传动的降速)来实现，该电机传动机构部分非本发明的改进点所在，故在此不作赘述。
在一些实施例中，所述顶针与固设在所述机架上的一用于使顶针间歇性复位的弹力件相连接。
在一些实施例中，所述振荡盘通过一设于所述振荡盘的底部的振荡器的振动而振动。其中，所述振荡器为市售可得产品，该振荡器部分非本发明的改进点所在，故在此不作赘述。
在一些实施例中，所述研磨轮与导向轮之间形成一研磨用间隙，用于夹设呈线性排列的所述宝石轴承颗粒，所述宝石轴承颗粒通过所述顶针顶推被连续地输入所述研磨用间隙，并且位于所述钢丝导尺之上。通过研磨轮及导向轮和钢丝导尺，使研磨中的宝石轴承颗粒在间隙中处于倒三角形的受力状态，而不至于落下。此外，本方案中的研磨单元也可采用现有技术中其它公知的研磨结构来实现研磨运动，只要达到将磨粒研磨光洁的效果即可。
在一些实施例中，所述排粒槽的顶部沿排粒槽的长度方向覆设有一用于防止宝石轴承颗粒从排粒槽中挤出的挡条。
在一些实施例中，所述排粒槽的出口处设有一供顶针顶推时伸入的缺口。本方案中的缺口位于所述垂直部的底部附近，通过该缺口，顶针可以间隙性地伸入或缩回，从而连续地将宝石轴承颗粒向前顶推并最终同向地排成一排。
在一些实施例中，所述弹力件为一弹簧。通过弹簧，可以将顶出的顶针拉回复位，以当凸轮转动到下一个凸位时，再度伸出以将宝石轴承颗粒向前顶推。
在一些实施例中，所述钢丝导尺的两端分别经一引导轮缠绕于所述主动旋转绕轮和被动旋转绕轮上，所述钢丝导尺的缠绕于所述主动旋转绕轮的一端的钢丝直径小于所述钢丝导尺的缠绕于所述被动旋转绕轮的一端钢丝的直径。也就是说，本方案中的钢丝导尺设置成由粗至细的锥形状，之所以如此，是为了适应宝石轴承研磨的过程中由粗变细，而且，钢丝导尺在研磨时会伴随宝石轴承一起被同步磨削，做成由粗至细的形状，便能更好地支承宝石轴承颗粒，而不至于因钢丝导尺没有预留磨削余量而被磨断，丧失支承功能。
在一些实施例中，所述主动旋转绕轮、被动旋转绕轮均通过一电机皮带轮传动机构带动匀速转动。本方案中的电机皮带轮传动机构可采用现有技术中已有的电机皮带轮传动结构来实现，该部分非本发明的改进点所在，故在此不作赘述。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明的各较佳实施例。
本发明的有益效果：采用本发明，能对拟进行精磨的半成品的宝石轴承颗粒进行自动连续上料，而且还能成批次同向排列，使得上料后的半成品呈线性同向排列，不仅大大提高了宝石轴承颗粒精磨时的加工精度和加工效率，而且还确保了上料的便捷连续性。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1为本发明的外圆无心磨自动上料设备的主要结构装配示意图。
图2为本发明的支承单元的结构示意图。
图3为处于三角形的夹持面内的磨削中宝石轴承颗粒的受力状态图。
附图标记说明：连续上料单元1、振荡盘11、导槽12、上料导轨13、水平部131、垂直部132、排粒槽133、顶针14、凸轮15、缺口16、研磨单元2、研磨轮21、导向轮22、宝石轴承颗粒3、支承单元4、钢丝导尺41、主动旋转绕轮42、被动旋转绕轮43、引导轮44
具体实施方式
下面举几个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
如图1和图2所示，本实施例提供的用于宝石轴承加工的外圆无心磨自动上料设备包括：一机架，所述机架上设有：一用于对半成品的宝石轴承颗粒进行精磨的研磨单元2，一同设于机架上并且位于所述研磨单元2的进料输入侧的连续上料单元1及一用于支承研磨中的宝石轴承颗粒的支承单元4。
如图2所示，本实施例的所述连续上料单元1包括：一振荡盘11、一同向排料用的上料导轨13、及一作间隙性顶推运动的顶针组件；其中，靠近所述振荡盘11的周缘的盘面上形成有一用于上料的导槽12；所述上料导轨13呈90度弯折后形成一水平部131和一垂直部132，所述上料导轨13的顶表面上沿上料导轨的长度方向的一侧，形成有一排粒槽133，所述水平部131通过螺丝可拆卸地设于所述振荡盘11的导槽的输出口处，这样所述排粒槽133的进口与所述导槽12的输出口相通；用于将呈一纵向排列的宝石轴承颗粒列一颗颗地输送至研磨单元的研磨用间隙内。
本实施例的所述顶针组件包括：一顶针14及一凸轮15，顶针用于将通过所述排粒槽同向排列后的宝石轴承颗粒3输送至所述研磨单元2，所述顶针14活动设于所述机架上、并且正对所述排粒槽133的出口；凸轮15用于间歇性顶推所述顶针14，所述凸轮15是通过一电机传动机构带动转动的。所述电机传动机构可采用现有技术中公知的电机、皮带轮和蜗轮蜗杆传动机构(所述电机传动机构通过蜗轮蜗杆传动机构实现传动的降速)来实现，该电机传动机构部分非本发明的改进点所在，故在此不作赘述。
进一步地，所述顶针14与固设在所述机架上的一用于使顶针间歇性复位的弹力件相连接。所述弹力件为一弹簧。通过弹簧，可以将顶出的顶针拉回复位，以当凸轮转动到下一个凸位时，再度伸出以将宝石轴承颗粒向前顶推。
如图1和图3所示，本实施例的支撑单元4包括：一可移动地置设于研磨轮21与导向轮22之间的钢丝导尺41，及主动旋转绕轮42、被动旋转绕轮43。其中，钢丝导尺41用于与所述研磨轮21、导向轮22一起，使磨削中的宝石轴承颗粒3处于一三角形的夹持面内而不至落下，而且如此宝石轴承颗粒3才能有效研磨；所述钢丝导尺41的一端缠绕于一主动旋转绕轮42，另一端缠绕于一被动旋转绕轮43，所述主动旋转绕轮42、被动旋转绕轮43同步转动，进而带动所述钢丝导尺41沿着与所述研磨轮21的轮心轴线平行的方向作匀速线性移动。本实施例中，通过所述支承单元4的钢丝导尺41的支承，及磨削轮21和导向轮22的相向夹持，可形成一三角形的受力面，使磨削中的宝石轴承颗粒得以支承而不至于磨削时在随着钢丝导尺的匀速移动中掉落。
此外，所述钢丝导尺的缠绕于所述主动旋转绕轮的一端的钢丝直径小于所述钢丝导尺的缠绕于所述被动旋转绕轮的一端钢丝的直径。也就是说，本方案中的钢丝导尺设置成由粗至细的锥形状，之所以如此，是为了适应宝石轴承研磨的过程中由粗变细，而且，钢丝导尺在研磨时会伴随宝石轴承一起被同步磨削，做成由粗至细的形状，便能更好地支承宝石轴承颗粒，而不至于因钢丝导尺没有预留磨削余量而被磨断，丧失支承功能。
为了张紧钢丝导尺，所述钢丝导尺的两端分别经过一小型的引导轮44缠绕后再分别绕至主动旋转绕轮42和被动旋转绕轮43。其中，本发明的主动旋转绕轮42和被动旋转绕轮43均可采用现有技术中公知的电机皮带轮传动机构来实现降速和转动，该电机皮带轮传动机构部分非本发明的改进点所在，故在此不作赘述。
又如图2所示，排粒槽133的出口处还可以设有一供顶针顶推时伸入的倒U形的缺口16。本方案中的缺口位于所述垂直部132的底部附近，通过缺口16，顶针14可以间隙性地伸入或缩回，从而连续地将宝石轴承颗粒3向前顶推并最终同向地排成一排。
本实施例的所述研磨单元2可采用现有技术中公知的研磨结构来实现研磨运动，只要达到将磨粒研磨光洁的效果即可。比如，如图2所示，可以包括一在另一电机带动下作为主动轮转动的研磨轮21及一作为被动轮并且用于导向的导向轮22，所述研磨轮21与导向轮22之间形成有一研磨用空间，用于夹设呈线性排列的所述宝石轴承颗粒3，此状态下的各宝石轴承颗粒3间彼此相邻接触面是各自的周侧面。所述宝石轴承颗粒通过所述顶针连续输入所述研磨用间隙。
另外，所述振荡盘11通过一设于所述振荡盘的底部的振荡器的振动而振动。其中，所述振荡器为市售可得产品，该振荡器部分非本发明的改进点所在，故在此不作赘述。
在其它一些实施例中，所述排粒槽133的顶部沿长度方向覆设有一挡条，用于防止宝石轴承颗粒从排粒槽133中挤出。
本发明的操作过程为：振荡盘11在振荡器的带动下振动，使得所有待加工的宝石轴承颗粒均呈平躺状态，并通过水平部131将从振荡盘11输出的一粒粒呈水平躺着的宝石轴承颗粒沿排粒槽133向前输送，而垂直部132则用于将水平横向位的宝石轴承颗粒3转向90度后，纵向排成一列，即使各所述宝石轴承颗粒3排成纵向的一列，并且相邻的两所述宝石轴承颗粒3的待研磨的周面彼此相切。然后，每粒宝石轴承颗粒落下时，在顶针14的间歇顶推下，一个个地依次进入研磨单元2内的研磨用间隙中，并排成一排位于钢丝导尺41之上，以待在研磨轮21的转动下连续地精磨。完结后，则一粒粒地再并排从研磨单元2输出至接料盘(图中未示出)。
本发明借助于上述的连续上料单元的之间的巧妙配合，可将大批量的无数颗杂乱无序的宝石轴承颗粒，高效且神奇地排成所需要的同向加工位的一列，并自动连续地依次输入研磨单元，因而，解决了长期以来一直困扰宝石轴承加工中的颗粒同向快速排列及有序且连续地排成一排，通过研磨单元批量研磨的技术难题，相比人工同向排序，提高加工的效率达100倍以上，同时，采用本发明的设备，宝石轴承颗粒的圆周研磨，抛光精度可达6～8μm，因此大大提高了磨削的精度。
以上详细描述了本发明的各较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种用于宝石轴承加工的外圆无心磨自动上料设备，其包括：一机架，所述机架上设有一用于对半成品的宝石轴承颗粒进行精磨的研磨单元，所述研磨单元包括一在电机带动下作为主动轮的研磨轮及一与所述研磨轮同向转动的导向轮，所述研磨轮与导向轮之间形成一研磨用间隙，用于夹设呈线性排列的所述宝石轴承颗粒，其特征在于，所述机架上还设有：一位于所述研磨单元的进料输入侧的连续上料单元和一用于支承研磨中的宝石轴承颗粒的支承单元；
所述连续上料单元包括：
一振荡盘，靠近所述振荡盘的周缘的盘面上形成有一用于上料的导槽；
一同向排料用的上料导轨，所述上料导轨呈90度弯折，并且包括一水平部和一垂直部，所述上料导轨的顶表面上沿长度方向一侧，形成有一排粒槽，所述水平部设于所述振荡盘的导槽的输出口，所述排粒槽的进口与所述导槽的输出口相通；
一作间歇性顶推运动的顶针组件，所述顶针组件包括：
一用于将通过所述排粒槽同向排列后的宝石轴承颗粒输送至所述研磨单元的顶针，所述顶针活动设于所述机架上、并且正对所述排粒槽的出口；
一用于间歇性顶推所述顶针的凸轮，所述凸轮通过一电机传动机构带动转动；
所述支承单元包括：
一可移动地置设于所述研磨轮与导向轮之间的钢丝导尺，用于与所述研磨轮、导向轮一起，使磨削中的宝石轴承颗粒处于一三角形的受力面内而不至落下；所述钢丝导尺的一端缠绕于一主动旋转绕轮，另一端缠绕于一被动旋转绕轮，所述主动旋转绕轮、被动旋转绕轮同步转动，进而带动所述钢丝导尺沿着与所述研磨轮的轮心轴线平行的方向作匀速线性移动。
2.如权利要求1所述的外圆无心磨自动上料设备，其特征在于，所述顶针与固设在所述机架上的一用于使顶针间歇性复位的弹力件相连接。
3.如权利要求1所述的外圆无心磨自动上料设备，其特征在于，所述振荡盘通过一设于所述振荡盘的底部的振荡器的振动而振动。
4.如权利要求1所述的外圆无心磨自动上料设备，其特征在于，所述研磨轮与导向轮之间形成一研磨用间隙，用于夹设呈线性排列的所述宝石轴承颗粒，所述宝石轴承颗粒通过所述顶针顶推被连续地输入所述研磨用间隙，并且位于所述钢丝导尺之上。
5.如权利要求1所述的外圆无心磨自动上料设备，其特征在于，所述排粒槽的出口处设有一供顶针顶推时伸入的缺口。
6.如权利要求2所述的外圆无心磨自动上料设备，其特征在于，所述弹力件为一弹簧。
7.如权利要求1所述的外圆无心磨自动上料设备，其特征在于，所述钢丝导尺的两端分别经一引导轮缠绕于所述主动旋转绕轮和被动旋转绕轮，所述钢丝导尺的缠绕于所述主动旋转绕轮的一端的钢丝直径小于所述钢丝导尺的缠绕于所述被动旋转绕轮的一端钢丝的直径。
8.如权利要求1～7中任意一项所述的外圆无心磨自动上料设备，其特征在于，所述主动旋转绕轮、被动旋转绕轮均通过一电机皮带轮传动机构带动匀速转动。
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